前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇高中物理選修范文,相信會(huì)為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
高中物理3.2課后習(xí)題答案
第4章
第1節(jié)
劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)
1.
奧斯特實(shí)驗(yàn),電磁感應(yīng)等.
2.
電路是閉合的.導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng).
第2節(jié)
探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件
1.
(1)不產(chǎn)生感應(yīng)電流(2)不產(chǎn)生感應(yīng)電流(3)產(chǎn)生感應(yīng)電流
2.
答:由于彈簧線圈收縮時(shí),面積減小,磁通量減小,所以產(chǎn)生感應(yīng)電流.
3.
答:在線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,由于穿過線圈的磁通量增大,所以線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流;在線圈離開
磁場(chǎng)的過程中,由于穿過線圈的磁通量減小,所以線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流;當(dāng)個(gè)線圈都在磁場(chǎng)中時(shí),由于穿過線圈的磁通量不變,所以線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流.
4.
答:當(dāng)線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線移動(dòng)時(shí),由于線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度不斷減弱,所以穿過線圈的磁通量不斷
減小,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流.當(dāng)導(dǎo)線中的電流逐漸增大或減小時(shí),線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度也逐漸增大或減小,穿過線圈的磁通量也隨之逐漸增大或減小,所以線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流.
5.
答:如果使銅環(huán)沿勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向移動(dòng),由于穿過銅環(huán)的磁通量不發(fā)生變化,所以,銅環(huán)中沒有感應(yīng)
電流;如果使銅環(huán)在不均勻磁場(chǎng)中移動(dòng),由于穿過銅環(huán)的磁通量發(fā)生變化,所以,銅環(huán)中有感應(yīng)電流.
6.
答:乙、丙、丁三種情況下,可以在線圈B
中觀察到感應(yīng)電流.因?yàn)榧姿硎镜碾娏魇欠€(wěn)恒電流,那
么,由這個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)就是不變的.穿過線圈B
的磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電
7.
流.乙、丙、丁三種情況所表示的電流是隨時(shí)間變化的電流,那么,由這樣的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是變
化的,穿過線圈B
的磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流.
8.
為了使MN
中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,必須要求DENM
構(gòu)成的閉合電路的磁通量不變,即20BS
B
l
=,而
()S
l
vt
l
=+,所以,從0t
=開始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B
隨時(shí)間t
的變化規(guī)律是0B
l
B
l
vt
=+
第3節(jié)
楞次定律
1.
答:在條形磁鐵移入線圈的過程中,有向左的磁感線穿過線圈,而且線圈的磁通量增大.根據(jù)楞次定
律可知,線圈中感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向應(yīng)該向右,再根據(jù)右手定則,判斷出感應(yīng)電流的方向,即從左側(cè)看,感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向.
2.
答:當(dāng)閉合開關(guān)時(shí),導(dǎo)線AB
中電流由左向右,它在上面的閉合線框中引起垂直于紙面向外的磁通量
增加.根據(jù)楞次定律,閉合線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場(chǎng),要阻礙它的增加,所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)在閉合線框內(nèi)的方向是垂直紙面向里,再根據(jù)右手定則可知感應(yīng)電流的方向是由D
向C
.當(dāng)斷開開關(guān)時(shí),垂直于紙面向外的磁通量減少.根據(jù)楞次定律,閉合線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場(chǎng),要阻礙原磁場(chǎng)磁通量的減少,所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)在閉合線框內(nèi)的方向是垂直紙面內(nèi)外,再根據(jù)右手定則可知感應(yīng)電流的方向是由C
向D
.
3.
答:當(dāng)導(dǎo)體AB
向右移動(dòng)時(shí),線框ABCD
中垂直于紙面向內(nèi)的磁通量減少.根據(jù)楞次定律,它產(chǎn)生感
應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量減少,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同.垂直于紙面向內(nèi),所以感應(yīng)電流的方向是A
B
C
D
.此時(shí),線框ABFE
中垂直紙面向內(nèi)的磁通量增加,根據(jù)楞次定律,它產(chǎn)生的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的增加,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反,垂直于紙面向外.所以,感應(yīng)電流的方向是A
B
F
E
.所以,我們用這兩個(gè)線框中的任意一個(gè)都可以判定導(dǎo)體AB
中感應(yīng)電流的方向.說明:此題對(duì)導(dǎo)體AB
中的電流方向的判定也可用右手定則來確定.
4.
答:由于線圈在條形磁鐵的N
極附近,所以可以認(rèn)為從A
到B
的過程中,線圈中向上的磁通量減小,
根據(jù)楞次定律,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的減少,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同,再根據(jù)右手螺旋定則可知感應(yīng)電流的方向,從上向下看為逆時(shí)針方向.從B
到C
的過程中,線
圈中向下的磁通量增加,根據(jù)楞次定律,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的增加,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反,再根據(jù)右手螺旋定則可知感應(yīng)電流的方向,從上向下看為逆時(shí)針方向.
5.
答:(1)有感應(yīng)電流(2)沒有感應(yīng)電流;(3)有感應(yīng)電流;(4)當(dāng)合上開關(guān)S
的一瞬間,線圈P
的左
端為N
極;當(dāng)打開開關(guān)S
的上瞬間,線圈P
的右端為N
極.
6.
答:用磁鐵的任一極(如N
極)接近A
球時(shí),穿過A
環(huán)中的磁通量增加,根據(jù)楞次定律,A
環(huán)中將產(chǎn)
生感應(yīng)電流,阻礙磁鐵與A
環(huán)接近,A
環(huán)將遠(yuǎn)離磁鐵;同理,當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離發(fā)A
球時(shí),A
球中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?qū)⒆璧KA
環(huán)與磁鐵遠(yuǎn)離,A
環(huán)將靠近磁鐵.由于B
環(huán)是斷開的,無論磁極移近或遠(yuǎn)離B
環(huán),都不會(huì)在B
環(huán)中形成感應(yīng)電流,所以B
環(huán)將不移動(dòng).
7.
答:(1)如圖所示.圓盤中任意一根半徑CD
都在切割磁感線,這半徑可以看成一個(gè)電源,根據(jù)右手
定則可以判斷,D
點(diǎn)的電勢(shì)比C
點(diǎn)高,也就是說,圓盤邊緣上的電勢(shì)比圓心電勢(shì)高,(2)根據(jù)右手定則判斷,D
點(diǎn)電勢(shì)比C
點(diǎn)高,所以流過電阻R
的電流方向自下向上.說明:本題可拓展為求CD
間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).設(shè)半徑為r
,轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B
,求圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小.具體答案是212
E
Br
ω=.
第4節(jié)
法拉第電磁感應(yīng)定律
1.
正確的是D
.
2.
解:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.090.021000V
175V
0.4
E
n
t
-?Φ==?=?;根據(jù)閉合電路歐姆定律可得,通過電熱器的電流為175A=0.175A
99010
E
I
R
r
=
=++
3.
解:根據(jù)導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式E
Blv
=得:纜繩中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)54334.610
2.05107.610V=7.210V
E
-=??
4.
答:可以.聲音使紙盒振動(dòng),線圈切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流.
5.
答:因?yàn)榫€圈繞OO
'軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈長2L
的邊切割磁感線的速度變化,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)因而變化.根據(jù)公
式sin
E
Blv
θ=和v
r
ω=有12sin
E
BL
L
ωθ=.因?yàn)?2S
L
L
=,90θ=?,所以,E
BS
ω=.
6.
答:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2B
E
n
n
R
t
t
π?Φ?==??,所以,22441A
B
E
E
==.(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律,可得通過線圈的電流2122S
E
B
B
I
n
R
n
R
R
t
R
t
S
ππρρ??===??,所以,221
A
A
B
B
I
R
I
R
===.
7.
答:管中有導(dǎo)電液體流過時(shí),相當(dāng)于一段長為d
的導(dǎo)體在切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E
Bdv
=.液體的流量()2
2
d
Q
v
π=,即液體的流量與電動(dòng)勢(shì)E
的關(guān)系為4d
Q
E
B
π=.
第5節(jié)
電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用
1.
解:根據(jù)導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式E
Blv
=,該機(jī)兩翼尖間的電勢(shì)差為54.71012.70.7340V=0.142V
E
-=?,根據(jù)右手定則可知,從駕駛員角度來說,左側(cè)機(jī)翼電勢(shì)高。說明:該題的難點(diǎn)之上在于學(xué)生的空間想象力往往比較弱,對(duì)此,可用簡(jiǎn)單圖形(圖4-12)幫助理解;另外,該題可補(bǔ)充一問,即當(dāng)飛機(jī)從西向東飛行時(shí),哪側(cè)機(jī)翼電勢(shì)高?分析可得仍為左側(cè)機(jī)翼
電勢(shì)高。
2.
(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E
n
t
?Φ=?。根據(jù)t
Φ-圖象可知,0.5/Wb
s
t
?Φ=?。電壓表的讀數(shù)為1000.5V=50V
E
n
t
?Φ==??。(2)感應(yīng)電場(chǎng)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,如圖所示。(3)A
端的電勢(shì)比B
端高,所以A
端應(yīng)該與電壓表標(biāo)的接線柱連接。
3.
答:(1)等效電路如圖所示。(2)通過R
的電流方向從上到下。根據(jù)導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
的公式E
Blv
=,MN
、PQ
的電動(dòng)勢(shì)都為111V
E
=??。根據(jù)電池的并聯(lián)和閉合電路歐姆定律,通過R
電流1A=1A
1
E
I
R
==。(3)通過MN
的電流方向?yàn)樽訬
到M
;過PQ
的電流方向?yàn)樽訬
到M
;過PQ
的電流方向?yàn)镼
到P。
4.
(1)線圈以速度v
勻速進(jìn)入磁場(chǎng),當(dāng)CD
邊在磁場(chǎng)中時(shí),線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)11E
Bl
v
=,其中1l
為CD
邊的長度。此時(shí)線圈中的感應(yīng)電流為111E
Bl
v
I
R
R
=
=,其中R
為線圈的總電阻。同理,線圈以速度2v
勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線圈中的感應(yīng)電流最大值為2122E
Bl
v
I
R
R
==。第二次與第一次線圈中最大電流之比為2:1。(2)線圈以速度v
勻速進(jìn)入磁場(chǎng),當(dāng)CD
邊在磁場(chǎng)中時(shí),CD
邊受安培力最大,最大值為
221111B
l
v
F
BI
l
R
==。由于線圈做勻速運(yùn)動(dòng),所以此時(shí)外力也最大,且外力大小等于安培力大小,此時(shí)外力的功率為22111B
l
v
P
Fv
R
==。同理,線圈以速度2v
進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),外力的最大功率為222
124B
l
v
P
R
=。第二次與第一次外力做功的最大功率之比為4:1。(3)線圈以v
勻速進(jìn)入磁場(chǎng),線圈中的感應(yīng)電流為
111E
Bl
v
I
R
R
==,設(shè)AD
邊長為2l
,則線圈經(jīng)過時(shí)間2l
t
v
=完全進(jìn)入磁場(chǎng),此后線圈中不再有感應(yīng)電流。所以第一次線圈中產(chǎn)生的熱量為222222
121211
2B
l
v
l
B
l
l
Q
I
Rt
R
v
R
R
===。同理,線圈以速度2v
勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的熱量為221222B
l
l
Q
R
=。第二次與第一次線圈中產(chǎn)生的熱量之比為2:1。說明:可進(jìn)一步分析并說明,在這一過程中,外力克服安培力所做的功與感應(yīng)電流所做的功是相等的。
第6節(jié)
互感和自感
1.
(1)當(dāng)開關(guān)S
斷開后,使線圈A
中的電流減小并消失時(shí),穿過線圈B
的磁通量減小,肉而在線圈B
中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁場(chǎng)的減小,這樣就使鐵芯中磁場(chǎng)減弱得慢些,即在開關(guān)S
斷開后一段時(shí)間內(nèi),鐵芯中還有逐漸減弱的磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)對(duì)銜鐵D
依然有力作用,因此,彈簧K
不能立即將銜鐵拉起.(2)如果線圈B
不閉合,不會(huì)對(duì)延時(shí)效果產(chǎn)生影響.在開關(guān)S
斷開時(shí),線圈A
中電流減小并很快消失,線圈B
中只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無感應(yīng)電流,鐵芯中的磁場(chǎng)很快消失,磁場(chǎng)對(duì)銜鐵D
的作用力也很快消失,彈簧K
將很快將銜鐵拉起.
2.
答:當(dāng)李輝把多用表的表筆與被測(cè)線圈斷開時(shí),線圈中的電流將減小,發(fā)生自感現(xiàn)象.會(huì)產(chǎn)生較大的
自感電動(dòng)勢(shì),兩只表筆間有較高電壓,“電”了劉偉一下,所以劉偉驚叫起來,當(dāng)李輝再摸多用表的表筆時(shí),由于時(shí)間經(jīng)歷的較長,自感現(xiàn)象基本“消失”
3.
答:(1)當(dāng)開關(guān)S
由斷開變?yōu)殚]合,A
燈由亮變得更為明亮,B
燈由亮變暗,直到不亮.(2)當(dāng)開關(guān)S
由閉合變?yōu)閿嚅_,A
燈不亮,B
燈由亮變暗,直到不亮.
第7節(jié)
渦流
電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)
1.
答:當(dāng)銅盤在磁極間運(yùn)動(dòng)時(shí),由于發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,在銅盤中主生感應(yīng)電流,使銅盤受到安培力作
用,而安培力的方向阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng),所以銅盤很快就停了下來.
2.
當(dāng)條形磁鐵的N
極靠近線圈時(shí),線圈中向下的磁通量增加,根據(jù)楞次定律可得,線圈中感應(yīng)電流的磁
場(chǎng)應(yīng)該向上,再根據(jù)右手螺旋定則,判斷出線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向(自上而下看).感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)條形磁鐵N
極的作用力向上,阻礙條形磁鐵向下運(yùn)動(dòng).當(dāng)條形磁鐵的N
極遠(yuǎn)離線圈時(shí),線圈中向下的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可得,線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)該向下,再根據(jù)右手螺旋定則,判斷出線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向(自上而下看).感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)條形磁鐵N
極的作用力向下,阻礙條形磁鐵向上運(yùn)動(dòng).因此,無論條形磁鐵怎樣運(yùn)動(dòng),都將受到線圈中感應(yīng)電流磁場(chǎng)的阻礙作用,所以條形磁鐵較快地停了下來,在此過程中,彈簧和磁鐵的機(jī)械能均轉(zhuǎn)化為線圈中的電能.
3.
答:在磁性很強(qiáng)的小圓片下落的過程中,沒有缺口的鋁管中的磁通量發(fā)生變化(小圓片上方鋁管中的
磁通量減小,下方的鋁管中的磁通量增大),所以鋁管中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)下落的小圓片產(chǎn)生阻力作用,小圓片在鋁管中緩慢下落;如果小圓片在有缺口的鋁管中下落,盡管鋁管中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)將對(duì)下落的也產(chǎn)生阻力作用,但這時(shí)的阻力非常小,所以小圓片在鋁管中下落比較快.
4.
答:這些微弱的感應(yīng)電流,將使衛(wèi)星受到地磁場(chǎng)的安培力作用.因?yàn)榭朔才嗔ψ饔茫l(wèi)星的一部分
運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能,這樣衛(wèi)星機(jī)械能減小,運(yùn)動(dòng)軌道離地面高度會(huì)逐漸降低.
5.
答:當(dāng)條形磁鐵向右移動(dòng)時(shí),金屬圓環(huán)中的磁通量減小,圓環(huán)中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,金屬圓環(huán)將受到條
形磁鐵向右的作用力.這個(gè)力實(shí)際上就是條形磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)感應(yīng)電流的安培力.這個(gè)安培力將驅(qū)使金屬圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng).
第五章
交變電流
第1節(jié)
交變電流
1.
答:磁鐵靠近白熾燈,發(fā)現(xiàn)燈絲顫動(dòng).因?yàn)橥ń蛔冸娏鞯臒艚z處在磁場(chǎng)中要受到力的作用,燈絲受到
的磁場(chǎng)力的大小、方向都隨時(shí)間做周期性變化,因而燈絲顫動(dòng).
2.
答:這種說法不對(duì).根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率t
?Φ?成正比,而與磁通量Φ沒有必然的聯(lián)系.假定線圈的面積為S
,所在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B
,線圈以角速度ω繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈在中性面時(shí)開始計(jì)時(shí),則磁通量Φ隨時(shí)間變化的關(guān)系為:
cos
ωBD
t
Φ=,其圖象如圖所示.線圈平面轉(zhuǎn)到中性面瞬間(0t
=,t
T
=)
,穿過線圈的磁通量Φ雖然最大,但是,曲線的斜率為0,即,磁通量的變化率0t
?Φ=?,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0;而線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直時(shí)(14t
T
=,34
t
T
=),穿過線圈的磁通量Φ為0,但是曲線的斜率最大,即磁通量的變化率t
?Φ?最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大.
3.
解:?jiǎn)卧丫€圈轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場(chǎng)平行位置時(shí),即教科書圖5.1-3中乙和丁圖時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大.即
-220.010.200.10250V=6.310V
2
AD
m
AB
AB
AD
AB
L
E
BL
L
BL
L
ωωπ===?v
=2B
4.
解:假定發(fā)電機(jī)線圈平面僅次于中性面開始計(jì)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式
sin
400sin(314).m
e
E
t
t
ω==不計(jì)發(fā)電機(jī)線圈的內(nèi)阻,電路中電流的峰值400A
0.2A
2000
m
m
E
I
R
===.電流的瞬時(shí)值表達(dá)式sin
0.2sin(314)m
i
I
t
t
ω==.
5.
解:KL
邊與磁場(chǎng)方向呈30°時(shí),線圈平面與中性面夾角為60°,此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:
sin
sin
60m
e
E
t
BS
ωωω==?=,電流方向?yàn)镵NMLK
.
第2節(jié)
描述交變電流的物理量
1.解:交變電流1周期內(nèi),電流方向變化兩次,所以1s內(nèi)電流方向變化的次數(shù)為
12100
0.02
?=
次次.
2.解:不能把這個(gè)電容器接在交流電壓是10V的電路兩端.因?yàn)椋@里的10V的電壓是指交流電壓的有效值.在電壓變化過程中的最大值大于10V,超過了電容器的耐壓,電容器會(huì)被擊穿.
3.解:燈泡正常工作時(shí),通過燈絲電流的有效值
402
A
A
22011
P
I
U
===.電流的峰
值m
I.
4.根據(jù)圖象,讀出交變電流的周期0.2
T
s
=,電流的峰值10A
m
I=,頻率115
0.2
f
Hz
Hz
T
===.電
流的有效值7.1A
m
I
I
===
5.解:該電熱器消耗的功率
2
U
P
R
=,其中U為電壓的有效
值U=,所以
,
22
311W=967W
2250
m
U
P
R
===
?
第3節(jié)電感和電容對(duì)交變電流的影響
1.答:三個(gè)電流表
1
A、
2
A、
3
A所在支路分別為:純電容電路、純電感電路、純電阻電路.改換電源后,交流電壓峰值沒有變化,而頻率增加了.對(duì)于純電容電路,交流電壓峰值不變,則電路兩端電壓的有效值不變.電容大小C未變,交變電流頻率增大,則感抗變小,電流有效值增大,則容抗變小,電流
有效值增大,即
1
A讀數(shù)增大.對(duì)于純電感電路,交流電壓峰值不變,則電路兩端電壓的有效值不變.電
感大小L未變,交流頻率增大,則感抗變大,電流有效值減小,即
2
A讀數(shù)減小.對(duì)于純電阻電路,交流電壓峰值不變,則電路兩端電壓的有效值不變.雖然交變電流頻率增大,但是對(duì)電阻大小沒有影響,
電阻大小未變,則電流有效值不變,即
3
A讀數(shù)不變.
2.答:由于電容串聯(lián)在前級(jí)和后級(jí)之間,前級(jí)輸出的直流成分不能通過電容器,而流成分可以通過電容器被輸送到后級(jí)裝置中,輸入后級(jí)的成分中不含有前級(jí)的直流成分,所以兩級(jí)的直流工作狀態(tài)相互不影響.
3.答:電容器對(duì)高頻成分的容抗小,對(duì)低頻成分的容抗大,按照教科書圖5.3-8的連接,高頻成分就通過“旁邊”的電容器,而使低頻成分輸送到下一級(jí)裝置.
第4節(jié)變壓器
1.答:恒定電流的電壓加在變壓器的原線圈上時(shí),通過原線圈的電流是恒定電流,即電流的大小和方向不變,它產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過副線圈的磁通量不變.因此在副線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),副線圈兩端也沒有電壓,所以變壓器不能改變恒定電流的電壓.
2.解:根據(jù)題目條件可知,
1
380V
U=,
2
36V
U=,
1
1140
n=,求:
2
?
n=
11
22
U
n
U
n
=
Q,1
21
2
361140108
380
U
n
n
U
?
=?==
3.解:根據(jù)題目條件可知,
2
400
n=,
1
220V
U=,
2
55V
U=,求:
1
?
n=
1122U
n
U
n
=Q
,1122220400160055
U
n
n
U
?=?==
4.
答:降壓變壓器的副線圈應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線.根據(jù)理想變壓器的輸出功率等于輸入功率即1122I
U
I
U
=,
降壓變壓器的21U
U
5.
答:假定理想變壓器的原線圈輸入的電壓1U
一定,1V
示數(shù)不變;當(dāng)用戶的用電器增加時(shí),相當(dāng)于R
減小,副線圈電壓221
1n
U
U
n
=不變,2V
示數(shù)不變國;因?yàn)镽
減小,所以2A
示數(shù)增大;因?yàn)槔硐胱儔浩鬏斎牍β实扔谳敵龉β剩校?11222P
I
U
P
I
U
===,1U
、2U
的值
不變,2I
增大,則1I
增大,1A
示數(shù)增大.
第5節(jié)
電能的輸送
1.
在不考慮電抗的影響時(shí),電功率P
IU
=,所以P
I
U
=.當(dāng)110V
U
K
=時(shí),導(dǎo)線中的電流33480010A=43.6A
11010
I
?=?.當(dāng)110V
U
=時(shí),導(dǎo)線中的電流33480010A=43.610A
110I
?=?.
2.
公式=UI
P
損和U=I
r
都是錯(cuò)誤的,U
是輸電電壓,而非輸電線上的電壓降.正確的推導(dǎo)應(yīng)該是:設(shè)輸
電電壓為U
,輸送的電功率為P
.2
=I
P
r
損,P
I
U
=,則2
2
=P
P
r
U
損,由此式可知,要減小功率損失,就應(yīng)當(dāng)用高壓送電和減小輸電線的電阻r
.
3.
解:(1)用110V
電壓輸電,輸電線上電流331120010A
1.810A
110P
I
U
?==≈?,輸電線上由電阻造成的電壓損失311
1.8100.05V=90V
U
I
R
==??,(2)用11V
K
電壓輸電,輸電線上電流323
220010A
18A
1110P
I
U
?==≈?,輸電線上由電阻造成的電壓損失22180.05V=0.9V
U
I
R
==?.兩者比較,可以看出,用高壓輸電可使輸電線上的電壓損失減少許多.
4.
解:輸送的電功率為P
,輸電電壓為U
,輸電線上的功率損失為P
?,導(dǎo)線長度為L
,導(dǎo)線的電阻亮紅
燈ρ,導(dǎo)線的橫截面積為S
,則22()P
L
P
I
R
U
S
ρ?==,因?yàn)镻
、U
、P
?、L
、ρ各量都是相同的,所以橫截面積為S
與輸電電壓U
的二次方成反比,所以有2323122221(1110)
2.510220
S
U
S
U
?===?.
5.
解:(1)假如用250V
的電壓輸電,輸電導(dǎo)線上的功率損失
3222010()()0.5
3.2250
P
P
R
kW
kW
U
??==?=.用戶得到的功率20
3.216.8P
P
P
kW
kW
kW
=-?=-=損(2)
假如用500V
的電壓輸電,輸電導(dǎo)線上的功率損失
3222010()()0.50.8500P
P
R
kW
kW
U
??==?=.用戶得到的功率
200.819.2P
P
P
kW
kW
kW
=-?=-=損.
6.
解:輸電原理如圖5-16所示.(1)降壓變壓器輸出電流,也就是用戶得到的電流
329510A
4.3210A
220
P
I
U
?==≈?用用用.因?yàn)椋?2P
I
r
?=,輸電線上通過的電流
2I
==.(2)輸電線上損失的電壓r
U
,2258V=200V
r
U
I
r
==?,因?yàn)樯龎鹤儔浩鳛槔硐胱儔浩鳎斎牍β剩捷敵龉β剩陨龎鹤儔浩鬏敵龅碾妷?U
計(jì)算如下:因?yàn)椋?/p>
2221P
I
U
P
==,所以,3322210010V=410V
25
P
U
I
?==?.(3)升壓變壓器的匝數(shù)之比11222501400016
n
U
n
U
===.降壓變壓器的匝數(shù)之比33214400020019022011n
U
U
U
n
U
U
--====用用.
第六章
傳感器
第1節(jié)
關(guān)鍵詞:生活化資源;篩選;合理利用
中圖分類號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2014)21-156-01
“生活化”應(yīng)該如何界定呢?查閱了很多資料,筆者覺得如下概念界定最全面。生活化:將學(xué)生從抽象、虛擬的課本堆中解脫出來,給學(xué)生感受自然、社會(huì)、事實(shí)、事件、人物、過程的機(jī)會(huì),使學(xué)生在與現(xiàn)實(shí)世界的撞擊、交流中產(chǎn)生對(duì)世界、對(duì)生活的愛,從而自發(fā)地、主動(dòng)地去獲取知識(shí)。那從何篩選生活化資源并合理利用它們呢?本文據(jù)筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),探討高中生物必修3生活化資源的篩選途徑及合理利用。
一、篩選高中生物必修3生活化資源途徑
1.教科書中生活化資源
教科書是一個(gè)課程的核心教學(xué)材料,在新課程背景下編寫的人教版高中生物必修3教科書新增了與生活聯(lián)系的相關(guān)欄目如“問題探討”、“思考與討論”、“資料分析”、 “與社會(huì)的聯(lián)系”、“相關(guān)信息”、“小資料”、“學(xué)科交叉”、“知識(shí)鏈接”、“旁欄思考題”等欄目,此外,有些章節(jié)后面設(shè)置有 “科學(xué)?技術(shù)?社會(huì)”、“科學(xué)家的故事”、“科學(xué)史話”、“與生物學(xué)有關(guān)的職業(yè)”等課外讀。這些欄目涉及:日常生活、醫(yī)療保健、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等方面。這么多的內(nèi)容為教師利用教材,實(shí)施生活化教學(xué)提供了基礎(chǔ)。
2、生活經(jīng)驗(yàn)
生活經(jīng)驗(yàn)可以是教師(本人的或者和同事交流所獲得的)的生活經(jīng)驗(yàn),更應(yīng)該是學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生是教學(xué)的主體,學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)更是一種無形的課程資源。所以平時(shí)要和學(xué)生多溝通,及時(shí)了解他們相關(guān)的生活經(jīng)歷、所知和所思(如課堂上,學(xué)生會(huì)問抽搐和抽筋的區(qū)別),并適時(shí)用于課堂教學(xué),這樣不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也有助于學(xué)生理解所學(xué)的知識(shí)。
3、期刊
筆者較關(guān)注的期刊:《生物學(xué)通報(bào)》、《中學(xué)生物學(xué)》和《中學(xué)生物教學(xué)》等生物學(xué)教學(xué)期刊雜志,這些雜志主要針對(duì)中學(xué)生物教學(xué)設(shè)置了國內(nèi)外生物科學(xué)的新進(jìn)展、新成果,優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計(jì)及疑難問題探討等欄目,內(nèi)容豐富、針對(duì)性強(qiáng)。
4、網(wǎng)絡(luò)資源
網(wǎng)絡(luò)通暢,便于查找資料。筆者通常通過以下兩個(gè)途徑來進(jìn)一步豐富生活化資源:(1)通常用的搜索引擎有baidu、Google。(2)通過中國知網(wǎng)查看碩士論文等。
5、電視節(jié)目和新聞
平時(shí)筆者會(huì)關(guān)注新聞,特別是cctv新聞和cctv10。每次收看到與生物學(xué)有關(guān)的新聞,就會(huì)在課堂上和學(xué)生分享。如最近大家十分關(guān)注的埃博拉病毒,我們可以將它與免疫學(xué)進(jìn)行聯(lián)系。
二、高中生物必修3生活化資源的合理利用
生活化資源很多,但課堂的容量有限,所以我們要進(jìn)行選擇并采用有效的教學(xué)形式來開展。
1、課本生活化欄目相當(dāng)多,部分的內(nèi)容教師也相當(dāng)重視,如“問題探討”、“思考與討論”、“資料分析”等。但對(duì)于章節(jié)后面的課外讀欄目重視不夠,最多讓學(xué)生課外閱讀而已。考慮到課時(shí)的有限,教師對(duì)教材中生活化進(jìn)行合理的篩選是有必要的。但筆者認(rèn)為“與生物學(xué)有關(guān)的職業(yè)”這欄目在課堂上應(yīng)嘗試使用。生物學(xué)教學(xué)應(yīng)介紹相關(guān)的職業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),這不但有利于學(xué)生對(duì)生物學(xué)科價(jià)值的正確認(rèn)識(shí),而且對(duì)增強(qiáng)學(xué)生的生存能力、促進(jìn)其終身學(xué)習(xí)與未來發(fā)展都有重大價(jià)值。
2、“創(chuàng)設(shè)教學(xué)生活化情境”在多篇的期刊論文中,筆者對(duì)這個(gè)內(nèi)容不陌生,因它被提及很多。生活經(jīng)驗(yàn)引入,大家都很熟悉。但我們也可以在教學(xué)中利用諺語、詩歌、成語等設(shè)置生活化情景。如:在教學(xué)中適當(dāng)應(yīng)用諺語:在講能量流動(dòng)的特點(diǎn)時(shí)用“一山不容二虎”,讓學(xué)生從能量流動(dòng)的角度來分析;在教學(xué)中應(yīng)用詩歌:在講生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞時(shí)用“竹外桃花三兩枝,春江水暖鴨先知”來分析信息的種類;在教學(xué)中應(yīng)用成語:在講神經(jīng)調(diào)節(jié)時(shí),用“望梅止渴”、“驚弓之鳥”來分析反射的類型。這些生活化情景,能活躍課堂氣氛,調(diào)節(jié)學(xué)生學(xué)習(xí)情緒,啟發(fā)學(xué)生的思維且能實(shí)現(xiàn)學(xué)科間的聯(lián)系。
3、生物生活化教學(xué)形式可以多樣化,除了課堂講述外,還可以有如下幾種課外形式,使生物課堂教學(xué)得以課外延伸。
(1)開展辯論賽。如:評(píng)價(jià)應(yīng)用激素類藥物的利與弊。考慮生物教學(xué)課時(shí)太少,可以嘗試和語文學(xué)科合作開展辯論賽。
(2)讓學(xué)生收集資源,教師進(jìn)行匯總、編輯成課外讀張貼于學(xué)習(xí)園地,這樣可以拓展學(xué)生的視野。如:關(guān)于艾滋病的教學(xué),教師可以引導(dǎo)學(xué)生從艾滋病的產(chǎn)生原因、癥狀、傳播途徑、有效的預(yù)防方案及正確對(duì)待艾滋病患者五方面分組著手收集資源,而后教師匯總、編輯成課外讀。
(3)設(shè)計(jì)課外活動(dòng),如:制作生態(tài)瓶。學(xué)以致用,這也是學(xué)習(xí)的最高境界。
總之,生物課程是高中階段重要的科學(xué)課程。生活化教學(xué)比灌輸教學(xué)更具開放性、參與性和實(shí)踐性。高中生物必修3生活化教學(xué)有助于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)與提高;有助于提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng);有助于實(shí)現(xiàn)高中生物的人文教育價(jià)值;有助于實(shí)現(xiàn)高中生物的生命教育價(jià)值。所以積累生活化資源和采取有效的教學(xué)形式是值得我們深入研究和探討的。
參考文獻(xiàn):
首先,在教學(xué)內(nèi)容與要求上,初高中知識(shí)間存在一個(gè)大臺(tái)階。初中多以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),介紹直觀現(xiàn)象多,抽象概念少;介紹靜態(tài)的多,而動(dòng)態(tài)的少。主要以識(shí)記為主,側(cè)重定性研究,教學(xué)要求不高,意在激發(fā)、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。而高中物理則著眼于提高學(xué)生的文化科學(xué)素質(zhì),進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。在教學(xué)上也從代數(shù)運(yùn)算變?yōu)槭噶窟\(yùn)算。這些由靜態(tài)到動(dòng)態(tài),從具體到抽象,以知識(shí)的轉(zhuǎn)化,能力的轉(zhuǎn)變,要求的提高,都給高中生帶來很大的困難和不適應(yīng)。
其次,初高中物理的學(xué)習(xí)方法,研究方法有很大的不同。初中物理往往從表象、意象、實(shí)驗(yàn)出發(fā),經(jīng)過想象、分析、對(duì)比、歸納等思維方法,利用直觀判斷法得出結(jié)論。其思維方式屬于定勢(shì)思維。而高中物理的系統(tǒng)性和理論性較強(qiáng),著重于定量分析、研究、其思維方式要求有較高的形象思維、抽象思維和一定的發(fā)散思維。在教學(xué)中要側(cè)重調(diào)用儲(chǔ)存頭腦里的抽象知識(shí),如概念、規(guī)律等,經(jīng)過分析、抽象、歸納、演繹等思維操作,運(yùn)用邏輯方法:形式邏輯、辯證邏輯和數(shù)理邏輯,推出結(jié)論。這一質(zhì)的飛躍,對(duì)于帶著成功者的心態(tài)從初中邁入高中的學(xué)生,常有天淵之別之感。他們?cè)隗@嘆臺(tái)階之大的同時(shí),也詠出了高中物理真難學(xué)的嘆歌。
另外,我國的升學(xué)制度與過去的“科舉制”有點(diǎn)相似,“一試定終身”。于是升學(xué)率成了衡量“一個(gè)學(xué)校好壞”“一個(gè)教師水平的高低”的標(biāo)準(zhǔn),為了獲得高考的高分,老師緊跟高考的指揮棒,加深教學(xué)內(nèi)容,增加習(xí)題難度、深度和分量,從高一起就要求學(xué)生“一步到位……”,達(dá)到高考對(duì)學(xué)生知識(shí)和能力的要求,使本來趣味盎然的物理變得枯燥、無味,部分學(xué)生甚至望而生畏,對(duì)物理產(chǎn)生了離心力,他們被迫棄理從文,少數(shù)堅(jiān)持學(xué)習(xí)物理的同學(xué),也常望難興嘆,在重重的壓力下過著艱難的陪讀生涯。
1990年國家教委頒發(fā)了《現(xiàn)行高中教學(xué)要求調(diào)整意見》,意在減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),將高中教育由“應(yīng)試教育”轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭瞬潘刭|(zhì)教育”,以求提高全民族的文化素質(zhì)。實(shí)行“必修+選修”,將初高中的一個(gè)大臺(tái)階化為兩個(gè)小臺(tái)階,這有利于初高中物理教學(xué)的銜接。從理論上說這種循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)方法無疑更符合教學(xué)規(guī)律和學(xué)生的心理特點(diǎn)。然而,作為重點(diǎn)中學(xué)的老師,擔(dān)負(fù)著向高校輸送更多合格人才的重任,如果不能針對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)水準(zhǔn),而一味強(qiáng)調(diào)必修的教學(xué)要求,勢(shì)必導(dǎo)致學(xué)生在高一、二年上必修內(nèi)容時(shí),長期處于“吃不飽”的狀態(tài),從而影響其求知欲,使學(xué)生的學(xué)習(xí)處于被動(dòng)。而到高三,由于選修內(nèi)容大多是高中物理的難點(diǎn)、重點(diǎn),如動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用等,學(xué)生難以一步到位,再加上總復(fù)習(xí)時(shí)間變少,前松后緊對(duì)于重點(diǎn)中學(xué)的學(xué)生,常有“雪上加霜”之感覺。如何降階、邁階、銜接等問題,教學(xué)之余常思索著。下面就初高中銜接談?wù)剛€(gè)人的幾點(diǎn)看法。
搞好教學(xué)內(nèi)容的銜接,《調(diào)整意見》把對(duì)原大綱中要求不太高或在初中基礎(chǔ)上略為加深的內(nèi)容,直接作為必修課的內(nèi)容,而把原大綱中要求較高,難度較大的內(nèi)容作為選修內(nèi)容,搞兩個(gè)循環(huán)。
這樣做無疑更符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律,也降低了初高中的一個(gè)大臺(tái)階,對(duì)于普通高中的學(xué)生,在學(xué)完必修內(nèi)容之后,會(huì)考合格,帶著成功的心態(tài)邁向社會(huì)起了積極的作用。但對(duì)于重點(diǎn)中學(xué)的學(xué)生,面對(duì)高考考綱未有大幅度的改變,而他們的智力、能力相對(duì)較高的情況,我們認(rèn)為教學(xué)要與學(xué)生的接受能力和智力水平發(fā)展相一致。在教學(xué)內(nèi)容能適應(yīng)學(xué)生思維能力的時(shí)候,教學(xué)應(yīng)不失時(shí)機(jī)地進(jìn)行探究,我們主張,從實(shí)際出發(fā),不搞一刀切,將選修內(nèi)容降低要求下放到高一、二年級(jí),形成“必修+選修”同步進(jìn)行,但要求不同步的教學(xué),不搞一次到位,這樣做,既保持了知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性,又能起到一定的降階作用。而到高三年級(jí)上選修時(shí),此時(shí)選修課的復(fù)習(xí)不是必修內(nèi)容的簡(jiǎn)單重復(fù),而是必修基礎(chǔ)上的循環(huán)上升,也降低了必修與選修的臺(tái)階,選修課著重于提高,但應(yīng)該在打好基礎(chǔ)的前提下的提高,要把復(fù)習(xí)成為上升和深化的起點(diǎn)。
1選修物理科目學(xué)生的演變
美國中學(xué)生選修物理的人數(shù)和比例在持續(xù)地增加,1987年,美國高中學(xué)生選修物理的人數(shù)60多萬,所占的比例為20%,到了2009年達(dá)到近140萬,比例為37%.選修物理課程學(xué)生人數(shù)和比例的持續(xù)增加令美國人大為驚訝,傳統(tǒng)意義上認(rèn)為物理是一門比較艱深的選修課程,選修物理的學(xué)生主要是為上大學(xué)做準(zhǔn)備或者對(duì)科學(xué)或與科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域有興趣,選修物理需要比較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),因此會(huì)阻礙學(xué)生特別是女生和少數(shù)民族學(xué)生選修物理.造成這一結(jié)果的主要原因是進(jìn)入四年制大學(xué)學(xué)習(xí)人數(shù)的比例增加(2005年達(dá)50%),學(xué)習(xí)規(guī)劃指導(dǎo)顧問(guidancecounselor)建議如果在高中選修過物理能夠增加他們進(jìn)入大學(xué)的機(jī)會(huì),導(dǎo)致部分意愿進(jìn)入大學(xué)社會(huì)領(lǐng)域?qū)W習(xí)的學(xué)生選修物理,另一方面由于各州對(duì)高中畢業(yè)生提出更高的科學(xué)素養(yǎng)方面的要求.次要原因是物理在生活中變的越來越有用和高中入學(xué)人數(shù)的增加.美國高中主要開設(shè)以下四種類型物理課程:概念性物理、一年期物理、榮譽(yù)物理、高階物理.圖1是美國高中學(xué)生選修各類物理課程的百分比,從中可以看出,近年來除了選修一年期物理課程的比例在減小,選修其它類型的物理課程的比例都在增加.雖然不同種族的高中生選修物理的比例呈現(xiàn)增加的趨勢(shì),但是其比例是不同的,亞裔學(xué)生選修的比例最高(2008年達(dá)到52%),其次是白人(2008年達(dá)到41%),黑人和西班牙裔學(xué)生選修的比例較低(2005年分別達(dá)到25%、24%),另外女生選修物理課程的比例也呈現(xiàn)增加的趨勢(shì),從1987年的39%到2005年的47%,并且處于穩(wěn)定的比例狀態(tài).美國物理研究所教育研究中心主任杰克•赫恩(JackHe-hn)認(rèn)為,自上世紀(jì)80年代以來美國的物理教育出現(xiàn)以下六個(gè)方面可喜的變化:更多的學(xué)生在中學(xué)和大學(xué)學(xué)習(xí)物理;關(guān)注的焦點(diǎn)從教什么轉(zhuǎn)向?qū)W生真正學(xué)到什么;教師對(duì)學(xué)生是怎樣學(xué)習(xí)物理的逐漸產(chǎn)生了興趣,并將對(duì)此的研究運(yùn)用于課堂教學(xué);美國國家科學(xué)教育改革注重于學(xué)生應(yīng)該知道哪些物理知識(shí)和教師應(yīng)該怎樣教的研究;更多地關(guān)注物理教師的職前教育;網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展促進(jìn)了各層面教師之間的溝通.正是這樣的變化促進(jìn)了美國物理教育的發(fā)展,吸引更多的學(xué)生學(xué)習(xí)物理.
2美國基礎(chǔ)物理教材
美國基礎(chǔ)教育物理教材多種多樣,常用的教材有《物理學(xué):原理與問題》(Zitzewitz/Merrill-Glencoe)、《概念性物理學(xué)》(Hewitt/AddisonWesley)、《霍爾特物理學(xué)》(Serway&Faughn/Holt)、《現(xiàn)代物理學(xué)》(Trinklein/Holt)、《物理學(xué)》(Gi-ancoli/PrenticeHall)、《大學(xué)物理》(Serway&Faughn/HarcourtBrace)、《物理學(xué):原理與應(yīng)用》(Giancoli/PrenticeHall)、《物理學(xué)》(Cutnell&Johnson/Wiley)、《物理學(xué)基本原理》(Hallidayetal./Wiley)、《大學(xué)物理》(Searsetal./Addison-Wesley)、《科學(xué)家與工程師的物理學(xué)》(Serway,jewett/CengageLearning)等.由于美國高中物理開設(shè)四類物理課程,所以各種教材的使用情況各不相同,教師針對(duì)特定的物理課程選擇相應(yīng)的教材,表一是美國各類課程常用的教材、使用比例和教師使用滿意度.從中可以看出,在概念性物理課程中使用最為廣泛的是《概念性物理學(xué)》,使用的比例在增高,教師使用的滿意度也比較高,雖然部分教師使用《物理學(xué):原理與問題》,但是其不滿意度非常高,達(dá)到50%;在一年期物理課程中《物理學(xué):原理與問題》使用雖然達(dá)到近三分之一,但是教師的滿意度最低,也正是由于不滿意度較高,導(dǎo)致該教科書使用的比例在減少,《概念性物理學(xué)》的教師滿意度最高,使用的比例在增加,《物理學(xué):原理與應(yīng)用》的教師滿意度較高,但是使用率非常低;在榮譽(yù)物理課程中使用廣泛的三本物理教科書是《霍爾特物理學(xué)》、《物理學(xué):原理與問題》和《物理學(xué):原理與應(yīng)用》,并且都處于比例增加的趨勢(shì),但是教師對(duì)《物理學(xué):原理與問題》滿意度最低,不滿意度最高,結(jié)合一年期物理課程對(duì)該教科書的評(píng)價(jià),表明在教師心目中《物理學(xué):原理與問題》并不適合一年期物理和榮譽(yù)物理課程的目標(biāo);高階物理(B)課程主要利用代數(shù)學(xué)和三角學(xué)介紹物理,教師對(duì)廣泛使用的兩本教科書滿意度較高,《大學(xué)物理》教科書使用的比例獲得顯著性增加;高階物理(C)課程主要為將來進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)科學(xué)或工程類學(xué)生所準(zhǔn)備,涉及到解決力學(xué)和電、磁學(xué)方面的復(fù)雜問題,《物理學(xué)》教科書的使用率顯著性下降.
3美國高中物理教師的狀況
物理教師的質(zhì)量是決定高中物理教育教育水準(zhǔn)和培養(yǎng)未來從事科學(xué)和技術(shù)人才的重要因素,然而超過2.3萬的物理教師認(rèn)為他們并沒有為從事高中物理教育做好充分的準(zhǔn)備.2009年的調(diào)查結(jié)果顯示物理教師中具有學(xué)士學(xué)位的占30%,具有碩士學(xué)位的占63%,具有博士學(xué)位的占7%.高中物理教師中有主、輔修物理學(xué)位的占26%和9%,主、輔修物理教育學(xué)位的占9%和2%,表明高中物理教師中無物理類學(xué)位的占54%,預(yù)示著能夠有效承擔(dān)物理教學(xué)的物理教師仍然短缺,加之選修物理學(xué)生人數(shù)的不斷增加,這一短缺狀況近期難以發(fā)生改變.美國高中物理教師自我評(píng)價(jià)認(rèn)為,物理基礎(chǔ)知識(shí)非常好的占66%,有四分之一的教師認(rèn)為在物理課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中能夠有效使用計(jì)算機(jī),對(duì)物理學(xué)最新發(fā)展了如指掌的比例只有13%,實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與演示能力好的比例為36%,有47%的教師能夠很好地將物理學(xué)應(yīng)用于日常生活.美國高中物理教師認(rèn)為當(dāng)前高中物理教學(xué)存在如下的問題,資金、教學(xué)儀器的匱乏,沒有足夠的時(shí)間準(zhǔn)備物理實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所缺乏和實(shí)驗(yàn)儀器過時(shí),學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差,沒有足夠的時(shí)間備課等.近年來,美國在基礎(chǔ)物理課程改革過程中提倡在物理教學(xué)過程中采用基于探究的教學(xué)方法,開發(fā)基于計(jì)算器的實(shí)驗(yàn)、交互式物理、基于探究的物理、建模教學(xué)、基于計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)、活動(dòng)物理、跨學(xué)科教學(xué)、實(shí)時(shí)物理、物理研討會(huì)、促進(jìn)物理概念理解的課程、理解物理學(xué)的建構(gòu)等物理教學(xué)方法與手段.
4美國基礎(chǔ)物理教育教師的培養(yǎng)
美國合格的基礎(chǔ)物理教師嚴(yán)重匱乏,每年約需要雇傭1200個(gè)新的物理教師,其中約有800人缺乏講授物理概念的訓(xùn)練和相關(guān)物理知識(shí),美國教育雇傭協(xié)會(huì)認(rèn)為,除特殊教育教師外,高中物理教師的職位是最難供給的.旨在改善和促進(jìn)未來物理教育和物理教師教育的“物理教師教育聯(lián)盟”成立以來培養(yǎng)出超過以往一倍以上合格的高中物理教師,促進(jìn)大學(xué)物理系與中學(xué)物理教學(xué)之間的對(duì)接,為未來物理教師改進(jìn)物理課程內(nèi)容和教學(xué)方法奠定基礎(chǔ).為了吸引大學(xué)生有志于從事物理教師職業(yè),首先要激發(fā)他們的興趣,通過持續(xù)的交流,組織學(xué)生參加與物理相關(guān)的研討活動(dòng),讓學(xué)生意識(shí)到他們具備物理教師的潛力;其次展示物理教學(xué)的樂趣,在大學(xué)物理課程中采用交互式教學(xué)方法讓他們意識(shí)到教學(xué)并不僅僅是教師講,通過討論、交流等教學(xué)活動(dòng)體驗(yàn)到參與教學(xué)的興奮感;第三是體驗(yàn)早期的教育經(jīng)驗(yàn),讓有志于從事教師職業(yè)的學(xué)生成為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)物理課程學(xué)生的學(xué)習(xí)助手(LearningAssistants),嘗試幫助其他學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理,體驗(yàn)到做教師的成功感、喜悅感;第四是加強(qiáng)大學(xué)與中學(xué)優(yōu)秀物理教師之間的互動(dòng),吸引中學(xué)優(yōu)秀物理教師參與未來物理教師的培養(yǎng)工作.科羅拉多州立大學(xué)物理系創(chuàng)建的學(xué)習(xí)助手計(jì)劃提供了很好的大學(xué)物理系培養(yǎng)物理教師的典型案例,該計(jì)劃的目的在于通過改造本科教育提高學(xué)生的教育質(zhì)量和教師教育質(zhì)量,招募更多潛在的物理教師,讓具有科學(xué)才能的學(xué)生有志于從事科學(xué)教育和基于學(xué)科的教育研究,將科學(xué)系科文化轉(zhuǎn)換為我們教師和學(xué)生的教學(xué)研究活動(dòng).學(xué)習(xí)助手計(jì)劃能夠有助于課堂環(huán)境的構(gòu)建,讓學(xué)生通過平等的交流,相互合作進(jìn)行問題解決,闡明和捍衛(wèi)自己的觀點(diǎn).學(xué)習(xí)助手計(jì)劃招募的優(yōu)秀高年級(jí)學(xué)生需要從事學(xué)科內(nèi)容知識(shí)、學(xué)科教學(xué)法知識(shí)和學(xué)科教學(xué)實(shí)踐的學(xué)習(xí)和實(shí)踐,他們每周和教師一起反思教學(xué),規(guī)劃未來一周的教學(xué)活動(dòng),檢查和評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況;他們學(xué)習(xí)為期15周的教育類課程,從中反思自己的教學(xué)實(shí)踐,分享教學(xué)經(jīng)驗(yàn),研修相關(guān)的教學(xué)研究論文;他們參加由教師主持的相關(guān)教學(xué)研討會(huì),在課堂教學(xué)過程中扮演學(xué)習(xí)助手的角色,引導(dǎo)學(xué)生參與對(duì)相關(guān)物理問題的討論,從而在實(shí)踐中豐富學(xué)科教學(xué)法知識(shí).科學(xué)教育教授瓦萊麗•奧賽羅(Vale-rieOtero)認(rèn)為,學(xué)習(xí)助手的經(jīng)驗(yàn)可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到教學(xué)是真正的智力挑戰(zhàn),對(duì)學(xué)習(xí)助手中的一部人而言,這正是他們期待的.學(xué)習(xí)助手計(jì)劃的實(shí)施取得了成功,增加了未來物理教師的數(shù)量和提升他們的教學(xué)水平,提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)基本內(nèi)容的理解.
5啟示
美國物理研究所對(duì)全美中學(xué)物理教育的調(diào)查能夠了解和掌握當(dāng)前基礎(chǔ)物理教育的現(xiàn)狀和所面臨的問題,提供相應(yīng)的解決方案,物理教師的培養(yǎng)工作卓有成效,對(duì)當(dāng)前我國基礎(chǔ)物理教育具有以下的啟示:
1990年,根據(jù)國家教委印發(fā)的《普通高中教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整意見》,普通高中物理課分為必修課和選修課兩部分(即“二、一分段”),物理大綱相應(yīng)地作了調(diào)整,這項(xiàng)調(diào)整改變了過去的單一課程設(shè)置,是建國以來對(duì)普通高中物理課程的一項(xiàng)重大改革,在物理課程改革上邁出了一大步。
1990年調(diào)整后的物理教學(xué)大綱,必修課的內(nèi)容著眼于提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì),包括比較全面的物理基礎(chǔ)知識(shí),注意面向大多數(shù)學(xué)生,降低了難度和要求,縮小了初、高中的臺(tái)階,減小了學(xué)習(xí)困難。加之會(huì)考制度的實(shí)施,使大多數(shù)學(xué)生都能學(xué)到比較全面的物理知識(shí),改變了過去學(xué)生文理科知識(shí)結(jié)構(gòu)的不平衡現(xiàn)象。
但是“二、一分段”這種模式,仍不能適應(yīng)不同學(xué)校的不同情況。必修課與選修課的性質(zhì)不同,要求不同,側(cè)重點(diǎn)不同。必修課的內(nèi)容要照顧大多數(shù)學(xué)生能夠?qū)W得了,要求不能過高。重點(diǎn)校的師資、生源等條件好,多數(shù)學(xué)生感到必修課的內(nèi)容淺,他們學(xué)有余力,高中的前兩年“吃不飽”,影響他們的學(xué)習(xí)效率。另一方面,必修課的要求又不能降得過低,否則無法在高三不到一年的時(shí)間內(nèi)完成選修課的教學(xué)任務(wù)。這樣,也還有一部分學(xué)生“跟不上”,不能適應(yīng)必修課的要求。“跟不上”與“吃不飽”的矛盾,一直困擾著高中物理教學(xué)。
必修課的內(nèi)容既要照顧到全體學(xué)生都能學(xué)到比較全面的物理知識(shí),且學(xué)有所得,又要考慮與選修課的銜接,照顧到準(zhǔn)備升入理工科院校的學(xué)生具有較高的知識(shí)和能力,在目前的高考制度和高中分段教學(xué)的情況下很難處理。1990年調(diào)整后,各地反映了不少意見。
在制定新的教學(xué)大綱時(shí),應(yīng)當(dāng)繼續(xù)1990年的改革初衷,總結(jié)幾年來實(shí)施“二、一”分段的經(jīng)驗(yàn),充分考慮普通高中的性質(zhì)、任務(wù)以及物理學(xué)科的特點(diǎn),在原有的基礎(chǔ)上對(duì)課程設(shè)置作進(jìn)一步的改革。
高中是較高層次的基礎(chǔ)教育。普通高中要進(jìn)一步使學(xué)生的素質(zhì)得到更高層次的發(fā)展,又要為將來準(zhǔn)備升入高等院校的學(xué)生打好堅(jiān)實(shí)的基矗在課程設(shè)置上要充分考慮社會(huì)需求和學(xué)生情況的差異,要為有不同發(fā)展傾向或發(fā)展前途的學(xué)生開設(shè)不同類型的物理課,明顯地分開層次,便于分流,既有利于進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì),又有利于發(fā)展學(xué)生的個(gè)性和特長,解決“跟不上”與“吃不飽”的矛盾,使不同流向的學(xué)生都能有效地學(xué)習(xí),且學(xué)有所得。
物理是系統(tǒng)性較強(qiáng)的學(xué)科,物理知識(shí)本身的特點(diǎn)決定了高中物理課對(duì)學(xué)生的能力要求較高,特別是對(duì)準(zhǔn)備升入理工科高等院校的學(xué)生,能力要求較高。物理學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué),是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基矗物理知識(shí)在現(xiàn)代生活、社會(huì)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。不論學(xué)生將來的流向如何,在高中階段都需要學(xué)到足夠的、全面的物理知識(shí),對(duì)物理學(xué)的概貌有所了解。由物理學(xué)形成并發(fā)展起來的科學(xué)研究方法,對(duì)探索自然有普遍意義。在高中階段學(xué)習(xí)物理課,使學(xué)生受到科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的熏陶,是提高科學(xué)文化素質(zhì)的重要方面。這樣,對(duì)全體學(xué)生來說,知識(shí)面不宜過窄,程度也不宜過高。如果仍采用分段的辦法,則現(xiàn)在所暴露出來的矛盾仍無法解決,不能使不同流向的學(xué)生都學(xué)有所得。出路何在?與其分段,不如分為兩類物理課,以便分開層次,便于在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候分流,這樣對(duì)高中物理教學(xué)可能會(huì)更合適些。
從我國目前的實(shí)際情況看,物理課可分為兩類。兩類物理課的大綱要有不同的要求,各具特色,各有側(cè)重,明顯地分開層次。
Ⅰ類物理課屬于基本要求的物理課,要學(xué)習(xí)跟現(xiàn)代生活、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)關(guān)系密切的基本物理知識(shí)。知識(shí)面應(yīng)該包括物理知識(shí)的主要方面,使學(xué)生學(xué)到比較全面的物理知識(shí)。考慮到現(xiàn)行必修課的內(nèi)容對(duì)全體學(xué)生來說要求較高,Ⅰ類物理課的程度要低于現(xiàn)行必修課的程度。定性的內(nèi)容多些,定量的計(jì)算少些。
高中地理 高中德育教育 高中物理 高中語文 高中政治論文 高中國防教育 高中生演講稿 高中物理論文 高中數(shù)學(xué) 高中地理教學(xué) 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀